葉琰， 翁薛柔，2， 馬黎華，3， 葉勇， 龍訓建

1. 西南大學 資源環(huán)境學院，重慶 400715；2. 中山大學 地理科學與規(guī)劃學院，廣州 510006；3. 長江經濟帶農業(yè)綠色發(fā)展研究中心，重慶 400715

地表溫度是反映全球和區(qū)域熱環(huán)境的重要環(huán)境監(jiān)測指標之一, 是影響地表能量和水分平衡的重要參數[1-2]． 政府間氣候變化專門委員會第六次評估報告指出, 從1880年到2012年, 全球平均地表溫度提高了0.92 ℃(0.68～1.17 ℃)[3], 已對全球和區(qū)域尺度的地表溫度產生了重大影響, 如產生城市熱島[4]、 局部溫度異常災害[5-6]等．

三峽工程作為目前世界上最大的水利水電工程, 范圍涉及鄂西和渝東北的26個區(qū)縣, 整體區(qū)域山水交錯, 氣候復雜． 在全球氣候變化背景下, 三峽庫區(qū)形成后, 區(qū)域水面擴張, 山體相對高度降低, 山體與地勢低洼地區(qū)的熱力作用也隨之發(fā)生改變, 三峽庫區(qū)局地氣候效應明顯[7]． 大量學者基于統(tǒng)計分析、 數值模擬等數學方法, 對三峽工程建成后的區(qū)域氣候效應開展相關研究, 均表明三峽工程對庫區(qū)局部氣溫[8-10]、 降水[7, 11]及徑流[12-13]等氣象要素產生了一定影響． 盡管多數研究普遍認為三峽水庫建成后對庫區(qū)夏季具有弱降溫效應, 對冬季有增溫效應[8, 10, 14], 但關于庫區(qū)內地表溫度局域變化特征的研究相對較少．

長序列地表溫度的相關研究中, Mann-Kendall趨勢檢驗法[15]、 線性趨勢法[16]是較為常用的檢驗氣候突變的方法, 但它們對微趨勢的識別具有一定的局限性．en[17]在2012年提出的創(chuàng)新趨勢分析(Innovative Trend Analysis, ITA)方法, 則在微趨勢識別方面具有特別優(yōu)勢． 它通過數據圖形化的方式, 可識別長時間序列數據的突變微趨勢特征[18-19]． 基于此, 對變化微敏的地表溫度而言, ITA方法有利于更好地解析區(qū)域熱環(huán)境變化特征． 鑒于此, 本研究基于三峽庫區(qū)及周邊共計82個國家基本氣象站點1981-2014年逐日平均、 最高、 最低地表溫度數據, 利用ITA方法對三峽庫區(qū)地表溫度的時空演變規(guī)律進行分析研究, 探討水庫蓄水前后地表溫度的變化情況以及水庫調度對月平均地表溫度的影響, 以期解析區(qū)域熱環(huán)境動態(tài)變化規(guī)律, 為促進區(qū)域綠色發(fā)展、 實現三峽庫區(qū)環(huán)境保護提供科學支撐．

1 數據與方法

1.1 研究區(qū)分區(qū)

1.1.1 研究時段劃分

三峽庫區(qū)位于長江上游, 地理位置為105°50′-111°40′E, 28°31′-31°44′N, 回水范圍涉及26個區(qū)縣, 其中22個為重慶市管轄, 4個由湖北省管轄, 總面積約5.8萬km2． 三峽庫區(qū)位于亞熱帶北緣, 屬中亞熱帶濕潤季風氣候區(qū), 區(qū)域內溫暖濕潤, 年均氣溫為17～19 ℃, 年降水量為1 000～1 200 mm, 水熱條件良好．

三峽工程從開工建設到正常蓄水運行前, 蓄水階段經歷了3個重要時間節(jié)點: 圍堰蓄水(2003年), 水庫蓄水至135 m水位; 初期蓄水(2006年), 水庫蓄水至156 m水位; 試驗蓄水(2008年), 水庫進入試驗蓄水期, 2010年10月首次達到正常蓄水位175 m． 三峽水庫蓄水及調度運行水面在145～175 m之間變化, 2003年可視為蓄水關鍵節(jié)點, 據此將研究時段劃分為兩個部分, 即1981-2002年為水庫蓄水前, 2003-2014年為水庫蓄水后．

根據三峽水庫的調度規(guī)則, 水庫正常蓄水后, 在每年的汛末關閘蓄水至正常蓄水位175 m, 發(fā)揮興利作用; 在枯水期末逐漸釋放并騰出庫容, 汛期開始時水位降至145 m汛限水位, 發(fā)揮汛期防洪功能, 以最大限度地發(fā)揮防洪、 發(fā)電、 通航、 水資源利用等方面的綜合效益． 從時間節(jié)點角度, 三峽水庫水位通常在每年4月開始消落, 5月逐漸下降到145 m的三峽水庫汛限水位． 7-9月是洪水期, 9月底左右開始蓄水, 10月逐漸蓄至175 m的正常蓄水位． 因此, 自2003年蓄水后, 將每年的4-5月視為預泄期, 9-10月視為蓄水期．

1.1.2 研究子單元劃分

由于三峽庫區(qū)全域內自然環(huán)境、 人為活動聚集度和影響范圍存在差異, 為了探討三峽庫區(qū)范圍內區(qū)域地表溫度隨大壩距離的空間變化特征, 本研究以社會經濟、 環(huán)境特征相似為基本原則, 參考國家環(huán)境保護總局《三峽水庫及其上游水污染防治規(guī)劃(2001-2010)》[20]和翟羽佳等[21]的研究成果, 結合三峽庫區(qū)匯入的重要支流節(jié)點位置, 將空間位置臨近且相互關聯的一定范圍水域和陸域劃為同一子單元, 按照三峽庫區(qū)庫尾到壩前的順序, 共計5個子單元, 依次編號為A,B,C,D,E． 其中, A區(qū)距離三峽大壩最遠, 包括重慶的中心城區(qū)渝中區(qū)、 大渡口區(qū)、 江北區(qū)、 沙坪壩區(qū)、 九龍坡區(qū)、 南岸區(qū)、 北碚區(qū)、 渝北區(qū)、 巴南區(qū), 以及江津區(qū); B區(qū)由三峽庫區(qū)腹部的長壽、 涪陵、 武隆、 豐都、 石柱、 忠縣和萬州7個行政區(qū)組成; C區(qū)僅涉及開州區(qū); D區(qū)由重慶市東北部的云陽、 巫溪、 巫山和奉節(jié)4個縣組成; E區(qū)則由距離三峽大壩最近, 庫水面變化最劇烈的湖北省西部的興山、 巴東、 秭歸和夷陵4個行政區(qū)組成． 研究區(qū)地理位置及分區(qū)情況如圖1所示．

審圖號: GS(2019)3333號．

1.2 數據來源

根據國家基本氣象臺站分布情況, 三峽庫區(qū)范圍內有21個基本氣象站點, 分別位于重慶市江津區(qū)、 巴南區(qū)、 沙坪壩區(qū)、 渝北區(qū)、 北碚區(qū)、 長壽區(qū)、 涪陵區(qū)、 武隆區(qū)、 豐都縣、 石柱縣、 忠縣、 萬州區(qū)、 云陽縣、 開州區(qū)、 奉節(jié)縣、 巫溪縣、 巫山縣和湖北省巴東縣、 秭歸縣、 興山縣、 夷陵區(qū)． 為滿足空間插值需要, 同時收集了三峽庫區(qū)周邊61個基本氣象站點的數據． 本研究使用的各基本氣象站點1981-2014年的逐日平均、 最高、 最低地表溫度數據來自中國氣象數據網(http: //data. cma. cn/)．

1.3 分析方法

1.3.1 ITA方法

ITA方法[17]的基本分析計算不需要基于任何假設, 就可輕松獲取長時間序列數據低、 中、 高等不同等級數據的微趨勢, 在水文氣象、 環(huán)境變量的趨勢分析研究中已有應用[22-23]． 基本計算方法與步驟如下:

1) 將收集的地表溫度時間序列數據a1,a2, …,an分為兩組長度相等的子序列: {b1, n/2}={a1,a2, …,an/2}和{b2, n/2}={an/2+1,an/2+2, …,an}．

2) 對兩組子序列各自按升序排序以便后續(xù)作圖, 記為:

{s1}={min(b1, n/2), …,bi, …, max(b1, n/2)}(1

(1)

{s2}={min(b2, n/2), …,bj, …, max(b2, n/2)}(1

(2)

3) 在直角坐標系內以{s1}為橫坐標, 以{s2}為縱坐標繪制散點圖, 并將各點與45°無趨勢直線(1∶1直線)進行比較． 如果散點分布在45°線上方(下方), 則認為此時間序列呈單調增加(減少)趨勢; 若散點恰好位于45°線上, 則認為此序列不存在變化趨勢． 若存在變化趨勢, 則由下式計算時間序列的趨勢斜率b:

(3)

式中:y1和y2分別為{s1},{s2}兩組子序列的算術平均值;n為數據長度．

4) 計算b的標準偏差σb:

(4)

5)b服從均值為0, 方差為σb的正態(tài)分布, 如果在α置信水平內, 標準正態(tài)分布的置信限為bcri, 則b的置信限CL(1-α)為:

CL(1-α)=0±bcriσb

(5)

如果b落于置信區(qū)間之外, 就認為ITA檢測出來的趨勢具有顯著性．

1.3.2 克里金空間插值法

克里金空間插值法是空間統(tǒng)計分析中較為常用的方法之一, 是在半變異函數理論分析的基礎上建立, 并對有限區(qū)域內的區(qū)域變化取值進行無偏最優(yōu)有效估計的一種插值方法[24]． 本研究以三峽庫區(qū)范圍內和周邊站點數據為基礎, 用ArcGIS空間分析工具中的Kriging插值工具生成研究區(qū)地溫空間分布圖．

2 結果分析

2.1 三峽庫區(qū)地表溫度年際變化

2.1.1 多年平均值空間特征

基于三峽庫區(qū)范圍內和庫區(qū)周邊國家基本氣象站1981-2014年的逐日平均、 最低和最高地表溫度數據, 采用克里金空間插值法生成各分析時段內的多年平均溫度空間分布圖(圖2)． 由圖2a可知, 三峽庫區(qū)多年日平均地表溫度范圍為15.99～20.75 ℃, 高值區(qū)主要發(fā)生在子單元分區(qū)A和分區(qū)C, 低值區(qū)則位于大壩附近的子單元分區(qū)E． 而多年平均每日最低(圖2b)和最高地表溫度(圖2c)則介于9.43～24.85 ℃和21.88～34.34 ℃． 整體上, 三峽庫區(qū)地表溫度溫差表現出西北高、 東南低的空間分布特征．

審圖號: GS(2019)3333號．

2.1.2 典型年平均地表溫度空間特征

已有研究資料充分表明, 近年來全球地溫處于持續(xù)升溫狀態(tài), 但表現出空間異質性． 為對比分析研究區(qū)內的地溫空間分布特征, 繪制得到1981-1985年和2010-2014年三峽庫區(qū)5年滑動平均地表溫度的空間分布圖(圖3)． 由圖3a可知, 三峽庫區(qū)成庫前的1981-1985年平均地表溫度低值區(qū)主要位于分區(qū)B,C,D, 高值區(qū)則出現在分區(qū)E和分區(qū)A; 三峽庫區(qū)全面蓄水后的2010-2014年(圖3b), 地表平均溫度整體略升高, 地表溫度高值中心轉移到開州, 低值區(qū)增加了分區(qū)E．

審圖號: GS(2019)3333號．

2.1.3 整體變化趨勢

統(tǒng)計分析三峽庫區(qū)逐日平均、 最高和最低地表溫度在1981-2014年的年際變化特征, 結果如表1所示． 整體上, 三峽庫區(qū)多年日平均地表溫度為19.69 ℃, 總體呈中間高、 兩端低的空間分布特征; 分區(qū)C多年平均地表溫度最高, 達20.21 ℃, 分區(qū)E最低, 為19.37 ℃, 兩者多年平均溫差0.84 ℃． 最高、 最低地表溫度的多年平均值分別為31.41 ℃和13.87 ℃, 在區(qū)域分布上, 表現出明顯的地域特征, 如距離大壩越近, 最高和最低地表溫度之間相差越大, 分區(qū)A的多年平均最高溫度是多年平均最低溫度的2.06倍, 但分區(qū)E則達到2.62倍． 各分區(qū)1981-2014年平均地表溫度的標準差為0.55～0.74, 分區(qū)D的年際差異最大, 分區(qū)C,E較?。?最高地表溫度的年際差異最為明顯, 其標準差約為最低地表溫度的兩倍． 三峽庫區(qū)各分區(qū)平均、 最高、 最低地表溫度的離差系數相似, 約為0.03．

表1 三峽庫區(qū)多年日平均、 最高和最低地表溫度及其變化趨勢 ℃

對三峽庫區(qū)5個分區(qū)的1981-2014年平均地表溫度應用ITA進行微趨勢分析, 結果如圖4所示． 各分區(qū)的散點均位于1∶1直線上方, 說明三峽庫區(qū)平均、 最高和最低地表溫度在1981-2014年均呈明顯的增加趨勢． 按照其趨勢結果規(guī)律, 即散點距離1∶1直線越遠, 變化幅度(斜率)越大, 反之則越小, 可知, 分區(qū)D的平均地表溫度增加幅度最大, 分區(qū)B次之, 而分區(qū)E最?。?/p>

圖4 三峽庫區(qū)各分區(qū)多年日平均地表溫度ITA趨勢檢驗結果

2.2 三峽水庫蓄水前后庫區(qū)地表溫度變化

2.2.1 地表溫度空間變化整體特征

以2003年三峽庫區(qū)開始蓄水為時間分界點, 繪制1981-2002年蓄水前、 2003-2014年蓄水后庫區(qū)日平均地表溫度的空間分布圖, 如圖5所示． 就平均地表溫度而言, 三峽水庫蓄水后, 庫區(qū)平均地表溫度整體較蓄水前增加了約0.5 ℃, 與全球氣候變暖的升溫情況較為一致． 然而, 巫溪、 渝北、 興山的平均地表溫度在蓄水后顯著降低, 分別減少了1.00,0.34,0.37 ℃． 最高地表溫度的空間變化中, 蓄水后除原有的高值區(qū)以外, 奉節(jié)、 云陽和豐都成為新的地表溫度高值中心, 這與區(qū)域依托三峽庫區(qū)建設, 水路交通質量顯著改善, 建設配套陸域交通設施, 引領當地城市快速擴展, 區(qū)域土地利用類型發(fā)生變化, 城市迅速擴張, 形成區(qū)域性城市熱島有關．

審圖號: GS(2019)3333號．

2.2.2 地表溫度空間變化局部特征

計算2003年前后研究區(qū)內平均地表溫度的變化率, 生成空間分布圖, 如圖6所示． 三峽庫區(qū)平均、 最高、 最低地表溫度蓄水前后變化百分比分別為2.64%,3.02%,5.24%． 整體上, 庫區(qū)中部, 即分區(qū)D所在的云陽、 巫溪、 奉節(jié)、 巫山平均地表溫度變化幅度最大, 較蓄水前增加幅度約為4.68%; 而庫區(qū)前后兩端變化幅度較小, 增加幅度不足2.00%． 各分區(qū)最高地表溫度增加的百分比為3.55%～9.35%, 分區(qū)D最大, 分區(qū)E最小． 而分區(qū)B的最低地表溫度變化幅度最大, 為4.38%, 分區(qū)E最小, 為1.49%．

審圖號: GS(2019)3333號．

2.2.3 變化趨勢

計算各分區(qū)蓄水前后的平均、 最高、 最低地表溫度的年平均值, 并進行趨勢檢驗, 結果如表2所示． 蓄水前, 三峽庫區(qū)整體平均、 最高、 最低地表溫度分別為19.51,31.08,13.62 ℃; 蓄水后三峽庫區(qū)的整體平均、 最高、 最低地表溫度分別為20.02,32.02,14.33 ℃, 與蓄水前相比, 分別增加0.51,0.94,0.71 ℃, 增加幅度為2.64%,3.02%,5.24%． 從各分區(qū)的統(tǒng)計結果看, 蓄水前后最高和最低地表溫度的變化程度從庫尾到庫首依次增加． 應用ITA對變化趨勢進行檢驗, 結果表明, 蓄水前, 三峽庫區(qū)各分區(qū)平均、 最高地表溫度均呈顯著增加趨勢, 最低地表溫度以下降為主; 蓄水后, 庫區(qū)平均地表溫度多呈下降趨勢, 最高地表溫度的增加幅度較蓄水前有所減緩, 最低地表溫度依然呈下降趨勢．

表2 三峽水庫蓄水前后地表溫度年平均值及變化趨勢 ℃

三峽水庫蓄水前后庫區(qū)平均地表溫度變化的ITA結果如圖7所示． 三峽水庫蓄水前, 散點多位于1∶1直線上方, 而蓄水后的點大部分位于1∶1直線下方, 這表明三峽水庫蓄水前后的庫區(qū)平均地表溫度變化趨勢相反, 蓄水前各分區(qū)均呈增加趨勢, 蓄水后除分區(qū)C有不明顯的增加趨勢外, 其余分區(qū)均呈下降趨勢． 其中分區(qū)E蓄水前后的散點分布差異最為明顯, 分區(qū)E蓄水前的點在較小值處靠近1∶1直線, 較大值處位于1∶1直線上方且距1∶1直線較遠, 蓄水后的點均位于1∶1直線下方, 有明顯的下降趨勢．

圖7 三峽水庫蓄水前后各分區(qū)平均地表溫度的ITA結果

2.3 年內水位變動期地表溫度變化

蓄水前后三峽庫區(qū)平均地表溫度在水位變動期(4-5月和9-10月)的變化情況如表3所示． 三峽水庫蓄水前, 4-5月的日平均溫度為22.00 ℃, 各分區(qū)中分區(qū)C地表溫度最高, 為22.62 ℃, 分區(qū)B最低, 為21.48 ℃; 9-10月的日平均地表溫度為22.80 ℃, 但分區(qū)C最高, 達23.41 ℃, 分區(qū)A最低, 為22.62 ℃． 三峽水庫蓄水后, 各分區(qū)在4-5月和9-10月的日平均地表溫度較蓄水前都有所增加, 4-5月均值增加了0.42 ℃, 9-10月則增加了0.50 ℃．

表3 蓄水前后4-5月和9-10月各分區(qū)平均地表溫度變化情況

年內水位變動時間段的日平均地表溫度的年際差異并不一致． 其中, 4-5月, 蓄水前的年際差異相對較小, 蓄水后年際差異略有增加, 各分區(qū)蓄水前后Cv值介于0.04～0.06; 9-10月, 蓄水前后的年際差異不大, 各分區(qū)蓄水前后Cv值介于0.03～0.05．

圖8為三峽庫區(qū)各分區(qū)在水位變動期(4-5月和9-10月)的ITA趨勢檢驗結果． 在4-5月的水位降低、 水面減小時段, 壩前(分區(qū)E)和庫尾區(qū)域(分區(qū)A)在三峽水庫蓄水前對應時期的平均地溫多位于1∶1直線上或近上方, 呈增加趨勢; 而庫區(qū)中部(分區(qū)C,D)在時段內呈減小趨勢． 同時期, 水庫蓄水后三峽庫區(qū)地表溫度則表現為下降趨勢, 圖上散點與1∶1直線距離明顯比水庫蓄水前的點對應距離遠, 由此表明, 三峽水庫蓄水后, 庫區(qū)范圍內對應的平均地表溫度整體下降趨勢明顯． 在9-10月對應的水位上升、 水面增加階段, 除分區(qū)C未表現出顯著的差異變化趨勢外, 其余各分區(qū)地表溫度在蓄水前后的變化趨勢均相反, 水庫蓄水前各分區(qū)地表溫度均表現出增加趨勢, 在蓄水后則呈減小趨勢．

圖8 三峽水庫運行前后4-5月和9-10月各分區(qū)平均地表溫度變化的ITA結果

3 討論

3.1 庫區(qū)地溫空間變化

三峽庫區(qū)各分區(qū)多年平均地表溫度從大到小依次為: C,A,D,B,E． 這與馮茹等[25]利用三峽庫區(qū)(重慶段)2003-2009年MODIS數據分析得到的庫區(qū)地表溫度呈西南高、 東北低的碎帶狀分布特征大體一致． 整體上, 三峽庫區(qū)地表溫度的地域分布特征也符合溫度隨緯度升高而逐漸降低的基本規(guī)律． 1981-2014年庫區(qū)平均、 最高和最低地表溫度均表現出增加趨勢, 平均地表溫度的變化幅度從大到小依次為: D,B,A,C,E, 與王圓圓等[26]基于Mann-Kendall得出的三峽庫區(qū)氣溫變化趨勢相似．

三峽庫區(qū)尾部, 即分區(qū)A為快速城市化的重慶市中心城區(qū), 周邊高山地形相對較遠, 在人類活動影響下, 該范圍內高度城市化產生的熱島效應更加明顯, 也導致分區(qū)A的平均地表溫度整體較高． 分區(qū)D北靠大巴山, 南抵七曜山, 形成兩山夾河谷的“V”形地貌, 近山區(qū)以經濟林和森林為主, 河谷地帶聚集城鎮(zhèn), 因而形成南北山區(qū)地表溫度走低, 城鎮(zhèn)區(qū)域地表溫度走高的空間分布特征． 盡管分區(qū)E的多年平均地表溫度未出現高值聚集區(qū)(圖2), 但圖5的空間分布結果表明, 三峽庫區(qū)蓄水后, 多年平均地表溫度表現出降低的趨勢, 這與該區(qū)域水域面積增加, 局域水汽小循環(huán)調節(jié)有關, 但多年平均最高溫度的高值區(qū)在該區(qū)域變化不明顯．

事實上, 在全球氣候變暖的大背景下, 氣候統(tǒng)計研究表明, 中國近50年地表溫度顯著增加趨勢為0.29 ℃/10 a[27]． 從1981年到2014年, 三峽水庫庫區(qū)的地表溫度整體也呈上升特征, 但Miller等[28]針對三峽水位提升對區(qū)域氣候變化敏感性的研究表明, 三峽水庫蓄水后對局域空間溫度變化有一定的調節(jié)作用． 各分區(qū)蓄水前后平均、 最高、 最低地表溫度的空間變化對比情況也印證了Miller等[28]的結論, 即距大壩越近的區(qū)域, 三峽水庫蓄水后水面增加越多, 對局域降溫效果越明顯, 故分區(qū)E的平均、 最高、 最低地表溫度的增加幅度最小[11]． 此外, 地表溫度與植被覆蓋度呈負相關[8, 29], 自三峽工程建設以來, 三峽庫區(qū)內持續(xù)大力推行退耕還林和天然林保護工程, 實現綠水青山, 高覆蓋率的植被有降低地表溫度或緩和地表溫度變化程度的作用．

3.2 水庫運行對地表溫度的影響

相對于大尺度的氣候變化, 局地氣候的重塑和演變受到自然條件演變和人類活動痕跡所形成的特殊下墊面的共同影響[30]． 隨著三峽工程的穩(wěn)定運行, 庫區(qū)水位在短時期內抬高, 在庫首區(qū)域的庫岸交界地帶, 下墊面發(fā)生了明顯的變化, 對庫區(qū)周邊一定范圍內的氣候可能產生了一定影響[8], 尤其是對近地層或水面的氣候影響最為明顯．

盡管1981-2014年三峽庫區(qū)地表溫度整體呈明顯增加趨勢, 但三峽水庫蓄水運行后, 庫區(qū)地表溫度變化趨勢有所下降, 這說明盡管全球氣候變暖整體趨勢明顯, 但三峽工程成庫后形成的1 084 km2水域面積在一定程度上減緩了庫區(qū)地表溫度持續(xù)上升的速率, 與Miller等[28]得出的蓄水后庫區(qū)氣溫有微弱下降趨勢的結果一致． 圖7的蓄水前后的ITA檢驗結果表明, 水庫蓄水前后庫區(qū)地表溫度變化趨勢或變化幅度有一定差異, 尤其是距離三峽大壩最近的分區(qū)E差異明顯． 這主要是由于三峽工程建成后, 距離三峽大壩最近的分區(qū)E的水域面積增加值較其他區(qū)域更大, 在水面調節(jié)的影響下, 分區(qū)E地表溫度增溫趨勢減緩; 而海拔較高的分區(qū)B和分區(qū)D的地表溫度在蓄水后增加趨勢顯著, 這可能是因為在影響地表溫度變化的因素中, 其他因素引起的增溫作用大于水域發(fā)揮的減速調節(jié)作用[31]．

三峽工程蓄水運行后, 不僅在年尺度上對庫區(qū)地表溫度有一定影響, 其年內的水庫調度規(guī)則也對月平均地表溫度產生影響． 庫區(qū)水域面積的短歷時變化使得預泄期4-5月和蓄水期9-10月表現出不同的變化特征, 大部分區(qū)域地表溫度由蓄水前的增加趨勢演變?yōu)樾钏蟮臏p少趨勢． 比較蓄水期和預泄期在2003-2014年的點距1∶1直線的遠近可以發(fā)現, 預泄期的點與1∶1直線的距離較蓄水期更遠, 預泄期的下降幅度更加明顯． 這表明水庫放水時對地表溫度的影響大于蓄水時的影響． 三峽庫區(qū)蓄水期地表溫度在2003-2014年的下降幅度從大到小依次為: E,D,B,A,C, 水庫從9月開始蓄水應對之后的枯水期, 水位不斷抬升, 對5個分區(qū)中距離大壩最近的分區(qū)E影響最大, 故分區(qū)E地表溫度在9-10月下降幅度最為明顯．

4 結論

基于三峽庫區(qū)21個國家基本氣象站點1981-2014年的地表溫度數據, 本研究利用ITA創(chuàng)新趨勢分析法和克里金空間插值法, 對三峽水庫蓄水前后以及運行后不同階段的地表溫度空間變化格局進行探討, 得出以下結論:

1) 三峽庫區(qū)多年日平均地表溫度為19.69 ℃, 表現出空間異質性, 多年平均地表溫度最高值分布在分區(qū)C, 達20.21 ℃, 較分區(qū)E高0.84 ℃． 距離大壩越近, 最高和最低地表溫度的多年平均值之間的差值越大． 各分區(qū)最高地表溫度的年際差異均明顯大于平均、 最低地表溫度． 同時, ITA方法的趨勢檢驗結果表明, 三峽庫區(qū)平均、 最高和最低地表溫度在研究時段內均呈顯著增加趨勢．

2) 三峽庫區(qū)在1981-2002年蓄水前多年日平均、 最高、 最低地表溫度分別為19.51,31.08,13.62 ℃, 而在2003-2014年蓄水后分別增加了0.52,0.94,0.71 ℃, 其中分區(qū)D增加幅度最大, 庫區(qū)前后兩端較?。?三峽庫區(qū)在蓄水前, 日平均地表溫度呈明顯的增加趨勢, 但蓄水后2003-2014年間增加趨勢有所減緩, 這一變化在距大壩最近的分區(qū)E表現最為明顯．

3) 三峽水庫蓄水后各分區(qū)在蓄水期和預泄期的日平均地表溫度較蓄水前的4-5月和9-10月分別增加了0.42,0.50 ℃． 受水庫調度影響, 蓄水后蓄水期(9-10月)和預泄期(4-5月)庫區(qū)地表溫度的變化趨勢存在明顯差異, 蓄水期較預泄期受水庫運行的影響程度更為明顯, 而分區(qū)E較其他區(qū)域受影響程度更為明顯．

由于三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是一個自然—社會—經濟的復合系統(tǒng), 區(qū)域內地表溫度的變化受到多種因素的共同影響． 本研究僅對三峽庫區(qū)1981-2014年的地表溫度進行了初步分析, 基于本次研究結果, 下一階段可嘗試結合遙感影像開展更為全面的庫區(qū)地表溫度變化特征及發(fā)展趨勢研究．